一种新型锁箱钩机构的结构组成及原理

史 磊，张成纪，吴俊健，宋 铖

（国机铸锻机械有限公司，山东济南 250306）

铸造生产过程中，上下砂箱的合箱问题直接关系到铸件的成型率和装备的技术水平。由水平分型铸造工艺可知，当砂箱内铁砂比大于某一临界值时，砂箱会出现涨箱现象，使铁水从分型面中流出，即所谓的“跑火”现象，增加了铸件的废品率。为了有效解决砂箱涨箱跑火问题，箱钩被广泛的运用到砂箱上，目前箱钩通过自身重力作用完成合箱功能后，为了使箱钩紧紧勾住另一半砂箱，还需要安排专人负责检查箱钩是否锁紧，这种方法无法有效保证合箱精度，即无法保证上下砂箱合箱后无缝隙出现，也对检查人员的人身安全造成威胁。为解决铸造生产中发现的上述问题，锁箱钩机构被广泛的运用到砂箱上，传统锁箱钩机构一个执行元件只能锁一个箱钩，该新型结构实现了一个执行元件锁两个箱钩的功能，从而降低了四箱钩大砂箱的锁箱钩机构成本，并且结构更加紧凑。

1 新型锁箱钩机构的结构组成

该新型锁箱钩机构的具体构成包括底板、在底板前部左右两边固定设置有左弹簧固定座和右弹簧固定座，在左、右弹簧固定座上固定设置有复位弹簧；在左弹簧固定座上位于复位弹簧上下两侧分别固定设置有左上安装块和左下安装块，在右弹簧固定座上位于复位弹簧上下两侧分别固定设置有右上安装块和右下安装块，在左上安装块和右上安装块之间固定设置有上安装板，在左下安装块和右下安装块之间固定设置有下安装板，在上安装板和下安装板上相对的平面上固定设置有若干导向轮，在上、下安装板上的导向轮之间设置有两块锁箱块且使锁箱块上下各有一排导向轮，在导向轮上设置有轮槽，在锁箱块的中部设置凸起，凸起与导向轮上的轮槽配合实现对锁箱块的导向。在每一锁箱块上设置有接触斜面与楔形块上的斜面配合。在底板上还固定设置有楔形块驱动元件。在底板的后部固定设置有安装座、楔形块驱动元件后端通过销轴铰接于安装座上，楔形块驱动元件前端通过销轴铰接于楔形块，楔形块上的两斜面与锁箱块的斜面相接触且相对滑动。安装座通过螺栓安装于底板上。

该新型锁箱钩机构的锁箱块以砂箱中心为中心左右对称分布，且位于两个箱钩之间，锁箱块通过楔形块由楔形块驱动元件驱动，楔形块驱动元件可以是气缸或油缸。通过楔形块驱动元件驱动锁箱块向左右方向前进，接触到箱钩后迫使箱钩勾紧下箱，以确保上下砂箱紧密地合在一起，避免出现涨箱跑火现象，锁箱块完成锁箱钩动作后通过复位弹簧回到初始位置。该机构降低了铸件的废品率，同时节省了劳动力，有效避免了危险区域的人身伤害，且结构简单，便于检测，安装维护方便。

如图1所示，锁箱钩机构包括底板1、在底板1前部左右两边固定设置有左弹簧固定座2和右弹簧固定座13，在左、右弹簧固定座（2,13）上固定设置有复位弹簧10；在左弹簧固定座2上位于复位弹簧10上下两侧分别固定设置有左上安装块6和左下安装块14，在右弹簧固定座13上位于复位弹簧10上下两侧分别固定设置有右上安装块15和右下安装块16，在左上安装块6和右上安装块15之间固定设置有上安装板7，在左下安装块14和右下安装块16之间固定设置有下安装板17，在上安装板7和下安装板17上相对的平面上固定设置有若干导向轮8，在上、下安装板（7,17）上的导向轮8之间设置有两块锁箱块9且使锁箱块9上下各有一排导向轮8。

图1 新型锁箱钩机构初始状态

如图2所示，在导向轮8上设置有轮槽，在锁箱块9的中部设置凸起，凸起与导向轮8上的轮槽配合实现对锁箱块的导向。

图2 新型锁箱钩机构剖视图

如图3所示，在每一锁箱块9上设置有接触斜面与楔形块5上的斜面配合。在底板上还固定设置有楔形块驱动元件。在底板1的后部固定设置有安装座3、楔形块驱动元件4后端通过销轴铰接于安装座3上，楔形块驱动元件4前端通过销轴铰接于楔形块5，楔形块5上的两斜面与锁箱块9的斜面相接触且相对滑动。安装座3通过螺栓安装于底板1上。

图3 新型锁箱钩机构锁箱状态

2 新型锁箱钩机构工作流程

使用时，如图1所示，锁箱钩机构在初始状态下，驱动元件4处于收缩状态，楔形块5位于后侧，同时锁箱块9处于砂箱12中间位置，不与箱钩11接触，复位弹簧10处于自由状态。当砂箱12上下箱完成自然合箱后，如图3所示，驱动元件4活塞杆伸出，推动楔形块5向前运动，同时驱动锁箱块9左右运动，锁箱块9上下各有一排导向轮8，导向轮8两侧设置有轮沿、中间设置有轮槽，导向轮8安装于安装板7上，锁箱块9中部凸起位于导向轮8轮槽内，在导向轮8的导向作用下，锁箱块9运动至箱钩11处，将驱动元件4的推力作用于箱钩11上，使砂箱12上下箱紧密合在一起，此时，复位弹簧10处于压缩状态，锁箱钩机构完成锁箱动作。完成锁箱动作后，驱动元件4的活塞杆收缩，带动楔形块5向后运动，随着被压缩的复位弹簧10逐渐恢复至自由状态，复位弹簧10推动锁箱块9脱离箱钩11，在导向轮8的导向作用下锁箱块9恢复到中间位置，如图1所示，锁箱钩机构恢复到初始状态，完成整个锁箱流程。